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6061高强铝合金轮毂“摆-旋”制备工艺探究
| 论文题名： | 6061高强铝合金轮毂“摆-旋”制备工艺探究 |
| 关键词： | 汽车轮毂;高强铝合金;摆辗机架;错距旋压;大圆角旋轮 |
| 摘要： | 摆辗和错距旋压作为典型局部加载成形技术，通过模具与坯料的局部接触累积局部塑性变形实现零件成形，能够省力、柔性、有效地调控不均匀变形，是实现高性能轻量化构件成形成性一体化的有效技术手段。通过“摆-旋”工艺制备汽车轮毂，与传统焊接、铸造、锻造等方法相比，可有效降低设备吨位、节能减排，减少生产成本投入并可在一定程度上提高轮毂的成形质量。质高价廉的“摆-旋”轮毂可扩大原有锻造轮毂的高端车用市场，并推广到中低端车，在未来有相当广的应用和发展空间。 根据经典五轮辐式轮毂，进行三维1∶1仿真建模，在实际调研及经验值基础上，确立一道次摆辗制备预制坯，两道次错距旋压成形轮辋的工艺路线，并确定可行的各道次工艺参数及仿真模型。本文利用Deform-3D有限元模拟软件对摆辗轮毂预制坯的成形过程进行详细分析，对坯料高径比、摆头自转、摆辗运动过程、摆头倾角、坯料初始温度、摆头公转和进给速度七个工艺参数进行隆起、刮料等成形质量及型腔填充效果进行对比分析。通过金属流速、应力应变分布、辗线、边缘隆起、飞边等方面进行阐述，并最终获得较优参数。在较优参数下，摆辗预制坯成形吨位仅为普通锻压的1/5，可极大降低设备吨位;其应变集中在轮辐与轮辋的连接处，可提高强度，改善传统加工中此区域的薄弱性，降低开裂出现的可能性。以较优结果为参照，设计摆辗模架，并对摆辗机架部分做出部分设计，采用固定式摆角结构，对各个连接结构、止转措施等进行相关设计，为以后开展相关实验奠定基础。 利用SIMUFACT有限元软件对摆辗获得的预制坯进行两道次错距旋压模拟，一道次错距旋压在小圆角旋轮分形的作用下会产生较大隆起，隆起翻折之后随即填充一道次喇叭口过渡模型。此时应力应变不仅在旋轮作用区呈线分布，而且在非变形区也存在不均匀分布，这可能造成一道次表面有旋痕或其他表面质量问题，需经过二道次错距旋压校正。二道次错距旋压采用大圆角旋轮，有利于金属流动，成形中隆起较小，可有效改善轮辋表面质量。经两次错距旋压可获得原始设计的轮辋结构，验证本文设计方案的可行性。 |
| 作者： | 刘国凯 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 李萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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